高考物理动能与动能定理各地方试卷集合汇编及解析一.docx

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1、高考物理动能与动能定理各地方试卷集合汇编及解析(1)一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．某校兴趣小组制作了一个游戏装置，其简化模型如图所示，在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以v0水平速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=0.3m的光滑竖直圆形轨道，运行一周后自B点向C点运动，C点右侧有一陷阱，、D两点的C竖直高度差h=0.2m，水平距离s=0.6m，水平轨道AB长为L1=1m，BC长为L2=2.6m，小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度=10m/s2.g(

2、1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点，求小滑块在A点弹射出的速度大小；(2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出，求小滑块在A点弹射出的速度大小的范围．【答案】（1）（2）5m/s≤vA≤6m/s和vA≥【解析】【分析】【详解】（1）小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v，由牛顿第二定律及机械能守恒定律由B到最高点1mvB22mgR1mv222由A到B：解得A点的速度为（2）若小滑块刚好停在C处，则：解得A点的速度为若小滑块停在BC段，应满足3m/svA4m/

3、s若小滑块能通过C点并恰好越过壕沟，则有h1gt22svct解得所以初速度的范围为3m/svA4m/s和vA5m/s2．如图所示，斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C，整个装置竖直固定，D是最低点，圆心角∠DOC＝37°，E、B与圆心O等高，圆弧轨道半径R＝0.30m，斜面长L＝1.90m，AB部分光滑，BC部分粗糙．现有一个质量无初速下滑，物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数m＝0.10kg的小物块P从斜面上端A点μ＝0.75．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度

4、g＝10m/s2，忽略空气阻力．求：（1）物块第一次通过C点时的速度大小vC．（2）物块第一次通过D点时受到轨道的支持力大小FD．（3）物块最终所处的位置．【答案】（1）32m/s（2）7.4N（3）0.35m【解析】【分析】由题中“斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C”可知，本题考查动能定理、圆周运动和机械能守恒，根据过程分析，运用动能定理、机械能守恒和牛顿第二定律可以解答．【详解】（1）BC长度lRtan53o0.4m，由动能定理可得mg(Ll)sin37o1mvB22代入数据的v

5、B32m/s物块在BC部分所受的摩擦力大小为fmgcos37o0.60N所受合力为Fmgsin37of0故vCvB32m/s（2）设物块第一次通过D点的速度为vD，由动能定理得mgR(1cos37o)1mvD21mvC222有牛顿第二定律得FDmgmvD2R联立解得FD7.4N（3）物块每次通过BC所损失的机械能为Efl0.24J物块在B点的动能为EkB1mvB22解得EkB0.9J物块经过BC次数n0.9J=3.750.24J设物块最终停在距离C点x处，可得mg(Lx)sin37of(3l+x

6、)0代入数据可得x0.35m3．如图所示，水平地面上一木板质量M＝1kg，长度L＝3.5m，木板右侧有一竖直固定的四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径R＝1m，最低点P的切线与木板上表面相平．质量m＝2kg的小滑块位于木板的左端，与木板一起向右滑动，并以v039m/s的速度与圆弧轨道相碰，木板碰到轨道后立即停止，滑块沿木板冲上圆弧轨道，后又返回到木板上，最终滑离木板．已知滑块与木板上表面间的动摩擦因数μ1＝0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，g取10m/s2．求：(1)滑块对

7、P点压力的大小；(2)滑块返回木板上时，木板的加速度大小；(3)滑块从返回木板到滑离木板所用的时间．【答案】(1)70N(2)1m/s2(3)1s【解析】【分析】【详解】(1)滑块在木板上滑动过程由动能定理得：－μ1mgL＝1mv2－1mv0222解得：v＝5m/s在P点由牛顿第二定律得：F－mg＝mv2r解得：F＝70N由牛顿第三定律，滑块对P点的压力大小是70N(2)滑块对木板的摩擦力Ff1＝μ1mg＝4N地面对木板的摩擦力Ff2＝μ2(M＋m)g＝3N对木板由牛顿第二定律得：Ff1

8、－Ff2＝MaFf1－Ff2＝1m/s2a＝M(3)滑块滑上圆弧轨道运动的过程机械能守恒，故滑块再次滑上木板的速度等于v＝5m/s对滑块有：(x＋L)＝vt－1122μgt对木板有：x＝1at22解得：t＝1s或t＝7s(不合题意，舍去)3故本题答案是：(1)70N(2)1m/s2(3)1s【点睛】分析受力找到运动状态，结合运动学公式求解即可．4．如图，在竖直平面内，半径R=0.5m的光滑圆弧轨道ABC与粗糙的足够长斜面CD相切于C点，CD与水平面的夹角θ=37°，B是轨道最低点，其最大承受力F